2023年《安全管理论文》之露天煤场水雾喷淋抑尘系统的设计.docx

露天煤场水雾喷淋抑尘系统的设计  露天煤场地形开阔，在风天和装卸过程中容易扬尘，不但污染环境，威胁现场职工和附近居民的身体健康，而且浪费珍贵的煤炭资源，造成经济损失。为此本文介绍了一种露天煤场水雾喷淋抑尘系统的设计方案，在煤炭储运堆场的两侧设置喷枪对煤堆进行自动喷洒作业，抑制扬尘的产生，改善周边环境，还能消除煤炭自燃的火灾隐患。该系统的工作原理是利用自动旋转喷枪将大量的水均匀喷向煤场的上空，形成水雾带动空气中的扬尘颗粒下落并湿润煤堆的外表，在煤堆外表覆盖一层水雾保护膜防止风吹起尘。         1 工程概况         本工程为北方某港口新建煤炭储运堆场一期工程。建设堆场两处，每处长650 m，宽50 m，堆煤高度约20 m，堆料取料机轨道梁根底高1.5 m，宽12 m，泵房距离堆场90 m。工程主要由恒压供水系统、管网系统、喷枪站及喷淋控制系统等组成。         2 喷枪站及管网设计         综合考虑煤炭储运堆场宽度、堆高及煤炭堆积角（39°）、喷淋覆盖面积等因素，选择使用PYC-50专用防尘洒水喷枪及配套喷枪站。喷枪仰角44°，工作压力8 bar，流量62.6 m3/h，喷洒半径53.5 m，喷洒高度24.5 m，喷枪安装高度1.2 m。每处堆场两侧各设置一路供水支管，每路支管12个喷枪，喷枪站间距50 m。整个系统共计48个喷枪，如图1所示。         喷枪站包括保温箱体、电磁阀、手动蝶阀、自动泄水阀、伴热装置等（图2）。整个喷枪站固定在砖混根底上，供水支管横穿根底并作保温处理。保温箱体采用双层不锈钢全封闭结构，内衬50 mm厚聚氨酯保温。箱体内有电伴热系统，可保证设备在寒冷环境中使用。每只喷枪用一只电磁阀串接手动常开蝶阀控制，当喷枪或电磁阀需要拆卸维修时，可关闭蝶阀，而不影响其他喷枪的使用。电磁阀留有自动泄水接口，当电磁阀关闭时，泄水阀（常闭型）自动翻开，将喷枪立管中的余水泄出，以免冻裂管路。         本系统管网采用环状管网，主干管从泵房引出后埋地敷设至堆场现场，堆场支管沿轨道梁架空敷设。每条支管前后端部各加电动阀门一个，利于远程控制支线的启闭和检修。电动阀门和喷枪站电磁阀门均带有手动手柄，操作手动手柄可单独手动控制喷枪的喷洒作业。设计最大工况下，以单侧支管连续布置的3个喷枪为一组，每次开启一组喷淋工作1 min。根据喷枪流量和工作压力，同时还应考虑到二期工程需要，确定主管管径DN250mm，支管管径DN150mm，喷枪立管管径DN50mm。         3 恒压供水系统         由喷枪工作压力及工作流量，通过水力计算得出管网的水头损失及设备损失最大约为0.4 MPa，供水设施选取流量为108 m3/h，扬程120 m的离心水泵2台。         控制系统的工作原理是通过测定远传压力表的压力信号，利用了变频器控制电路的PID调节等相关功能，和PLC配合对两台水泵实施工频运行和变频运行切换，实现一拖二自动恒压供水。变频恒压供水技术已经十分成熟，在此不再赘述。         4 喷淋控制系统         喷淋控制系统由上位机、MDC解码器控制系统和解码器等组成。如图3所示。         本工程喷枪站数量多、分布广、距离远，如采用传统的一站一线控制方式将极大的增加敷设控制电缆数量及施工工程量。本设计使用雨鸟MDC解码器控制系统为操作站，简单的屏蔽双绞线连接方式使得控制电缆数量大大减少，降低了造价。该系统具有PLC编程和人机界面功能，可手动运行单个解码器及喷枪作业，也可按已经编辑好的喷淋程序定时自动运行，还可通过上位机实现远程编程、运行和监控。解码器是把控制电磁阀或电动阀开闭功能的数码信号转换成可控制电信号的设备，可直接安装在阀门保温箱内。每一个解码器出厂预设地址码，每个喷枪站或电动阀门对应一个解码器。         整个控制系统基于RS485串行通信标准。由于RS485网络的具有每路传输距离不超过1.2 km，最大节点数32个的限制，因此本设计利用RS485集线器进行了扩展，将既有56个节点分为四路网段，每路14个节点（12站2阀），中间位置安装RS485中继器来保证传输质量。进行二期工程时，可以追加RS485集线器进一步扩展网络。         5 结语         本设计成功应用以来，较好地解决了露天煤场喷淋系统点多面广、施工难度大、造价高昂等问题，操作简便，扩展灵活，极大的改善了煤场周边环境，消除了火灾隐患，实施效果显著，具有良好的应用前景。         参考文献         [1] 刘训宁.黑岱沟露天煤矿矿山公路喷淋降尘系统设计[J].露天采矿技术，2023（2）：24-26.         ①作者简介：路爱芬（1977—），女，山东菏泽人，工程师，现从事机电一体化设计与工程管理工作，济南铁路经营集团日照物流分公司。